一個假想實驗——如何從銀河系三千億顆恆星地圖中找出太陽系?

寄蜉蝣於天地,渺滄海之一粟。——《前赤壁賦》宋 蘇軾

一個假想實驗——如何從銀河系三千億顆恆星地圖中找出太陽系?

草帽星系

如果有機會從草帽星系(幾乎正對著銀河系的一個河外星系)看,那個我們在地球的夜空裡看起來像白雲的銀河一點也不像白雲,而更像一個由氣體、星塵和恆星構成的厚厚圓盤。

銀河系向著遠方延伸,規模如此巨大,光線也要經過幾萬年才能從一邊傳到另一邊,三千億顆恆星被引力束縛在一起,圍繞著銀河系明亮的中心轉動。

如果你把太陽系,以及其中的行星、小行星和彗星看成我們在宇宙裡的家庭,把比鄰星當作我們的鄰居,那麼銀河系就是我們在宇宙中的大城市,一個由三千億顆恆星構成的繁華都市,而我們的太陽,只是其中的一顆。

一個假想實驗——如何從銀河系三千億顆恆星地圖中找出太陽系?

在虛空的包圍下,在巨大的距離尺度上,這些恆星們相互圍繞,加上星塵與氣體,科學家們稱其為星系。就像我們的恆星被稱為太陽,銀河系是我們給這個星系——我們的星系——所起的名字。

四個巨大明亮的螺旋狀旋臂被暗黑色分開,圍繞著中心轉動,它們交匯而成的中心是一團更明亮的氣體、星塵和恆星,光芒掩蓋了一切,包括那個你剛逃脫出來的黑洞,在你所處的地方,只有那從中心噴出的高能物質的激流,那個剛才你搭乘的激流,清晰可見。

如果你無法想象三千億顆恆星各自漂浮在太空裡是什麼景象,不用太擔心,沒有人能夠想象。如果你想向你的朋友、學生或者孩子解釋清楚,可以讓他們做一個假想實驗。

一個假想實驗——如何從銀河系三千億顆恆星地圖中找出太陽系?

假設你讓他們找一個一米見方的紙箱,將它用沙子灌滿。再用同樣的沙子裝滿三百個同樣的紙箱。嗯,我們的銀河系裡恆星的數量就和這三百個紙箱裡沙粒的數量差不多。

然後將這三百個箱子裡的沙子倒在所在城市的人民廣場上,鋪成盤狀,分出四條旋臂,然後讓他們選擇一個高處往下看——這就是三千億顆恆星組成的銀河系景象。

如果你在將一切混在一起前給某粒沙子打上黃色標記,然後再在沙堆中找出這顆沙粒,他們就能體會到你在銀河系上方想要找出太陽時的內心感受,更不要提尋找那個比太陽還小一百倍的地球了。

一個假想實驗——如何從銀河系三千億顆恆星地圖中找出太陽系?

不過位於銀河系上方試圖找出太陽的你與你面對沙堆的朋友相比還是有一些優勢的:你可以想象人類在地球和太空所拍過的所有夜空照片,將它們與你現在看到的景象對比。

為了與夜空照片對比,你首先將注意力放在星系的中心,靠近那一片有著明亮、美麗和有力的突起和黑洞的地方。我們這麼重要的生命不就應該在那獨特的位置,或者在那附近繁衍生息嗎?我們的獨一無二不正應該讓我們所在的太陽和地球對應著這星系最壯觀的地方嗎?

一個假想實驗——如何從銀河系三千億顆恆星地圖中找出太陽系?

可惜,事實並非如此。太陽系位於從中心的黑洞到銀河系邊緣約三分之二距離的地方,四條明亮旋臂中的一條之內。一點兒也看不出有什麼特別。

而且不管我們覺得銀河系有多大,從整個宇宙的角度看,銀河系作為星系也不過是普普通通的一個。


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